第2節二力平衡

教學目標

知識目標1.知道力的平衡及二力平衡的條件。2.會應用二力平衡的條件分析解決簡單的問題。能力目標1.通過實驗探究引導學生總結出二力平衡的條件。2.通過實驗、觀察、討論等學習活動解決一些生活中的問題。素養目標二力平衡的條件是從實驗中總結出來的,在教學過程中應注意培養學生樹立用實驗方法解決物理問題的思想、對待問題實事求是的科學態度和嚴謹的科學作風。

教學重難點

教學重點二力平衡的條件。教學難點二力平衡的條件及其應用。

教學過程

一、新課導入中國的雜技藝術歷史悠久,源遠流長,是中華民族珍貴的文化遺產。如圖所示的高難度表演,演員倒立在層層疊加的板凳上,你知道他們是如何保持平衡的嗎?二、教學步驟探究點1平衡力和平衡狀態[閱讀課本]P23“運動員跳傘時……處于平衡狀態。”[思考]課本圖8.2?1中運動員和傘勻速下落時,運動員和傘所受的重力和阻力之間有怎樣的關系?課本圖8.2?2中花瓶靜止在桌面上,花瓶所受的重力和支持力之間有怎樣的關系?[提示]通過學習牛頓第一定律,我們知道一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。然而我們周圍的物體都受到力的作用,不受力的物體是不存在的。在受力的情況下,物體有時也會保持靜止或勻速直線運動狀態,即運動狀態不變。物體受到幾個力作用時,如果保持靜止或勻速直線運動狀態,我們就說這幾個力相互平衡,物體處于平衡狀態。所以運動員和傘所受的重力和阻力相互平衡;花瓶所受的重力和支持力相互平衡。探究點2二力平衡的條件[閱讀課本]P24~25“二力平衡的條件”[思考]觀察課本圖8.2?3,分析桌面上的小車的受力情況?[提示]豎直方向受重力和支持力;水平方向上受兩根繩的拉力。[思考]實驗要探究的是哪兩個力的關系?[提示]小車在水平方向上運動,探究的是小車在水平方向上的受力情況。[思考]裝有支架的木板上固定的兩個定滑輪有什么作用?[提示]定滑輪可以改變拉力的方向。[思考]在兩端托盤里加砝碼有什么作用?[提示]改變托盤里砝碼的質量,從而改變對小車拉力的大小。[思考]在兩端托盤里添加質量相等的砝碼,小車能靜止嗎?這說明了什么?[提示]當兩端托盤里的砝碼質量相等時,小車才能保持靜止,說明二力平衡的條件是兩個力的大小相等、方向相反。[思考]將小車在桌面上扭轉一個角度后釋放,小車會怎樣運動呢?[提示]扭轉后,兩個拉力的方向不在同一直線上。松手后,小車立即轉動回原位置,說明二力平衡的條件之一是作用在同一直線上。[思考]如果在桌面上放兩輛小車,將左、右兩端的線各拉住一輛小車,小車還能保持靜止嗎?[提示]小車不能保持靜止,一輛向左運動,一輛向右運動,說明二力平衡的條件之一是作用在同一物體上。[歸納提升]二力平衡的條件:作用在同一個物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一條直線上,這兩個力就彼此平衡。(簡記:同體、等值、反向、共線)[思考]如圖所示的設計也可探究“二力平衡的條件”,相比之下,這個實驗的最大優點是什么?[提示]硬紙片不和任何物體接觸,消除了阻力對實驗結果的影響。[思考]利用這套器材,如果要驗證二力平衡時的兩個力在同一直線上,該怎么操作?[提示]將硬紙片扭轉一個角度,觀察紙片的運動情況。[思考]如果要驗證二力平衡時兩個力作用在同一物體上該怎么操作?[提示]用剪刀將硬紙片從中間剪開,觀察硬紙片的運動情況。[思考]利用這套器材,探究二力平衡的條件,最大的不足是什么?實驗是如何減小這一影響因素的?[提示]硬紙片自身的重力對實驗結果有影響,實驗時一般選擇質量小的紙片當作實驗器材。[思考]物體保持靜止或勻速直線運動狀態時,一定不受力的作用嗎?[提示]當物體受到平衡力時,做勻速直線運動或處于靜止狀態。探究點3二力平衡條件的應用[閱讀課本]P25“二力平衡條件的應用”[思考]二力平衡在實際生活中有著廣泛的應用,如水平行駛的列車重力為1×108N,那么它受到軌道對它的支持力為多少牛頓,方向如何?[提示]支持力為1×108N,方向為豎直向上。因為列車在豎直方向處于平衡狀態,因此,受到的重力和軌道對它的支持力是一對平衡力,二者大小相等,方向相反。[歸納提升]二力平衡條件的應用:①根據物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態,可以分析出作用在物體上的力的大小和方向;②根據物體的受力情況判斷物體的運動狀態。[思考]平衡力與相互作用力有什么區別呢?我們不妨以放在桌面上靜止的書為例進行分析,比較它們的相同點和不同點。[提示]一對平衡力:書受到的重力G與桌面對書的支持力F(如圖甲所示);一對相互作用力:桌面對書的支持力F與書對桌面的壓力F'(如圖乙所示)。[歸納提升]平衡力與相互作用力的區別:項目平衡力相互作用力相同點大小相等,方向相反,作用在同一條直線上不同點受力物體作用在同一物體上作用在兩個不同物體上受力情況受力物體是同一物體,施力物體分別是其他物體兩個物體互為施力者,互為受力者力的變化一個力變化(增大、減小或消失),另一個力不一定變化,此時物體失去平衡同時產生,同時變化,同時消失受力效果使物體保持靜止或勻速直線運動狀態兩個力分別產生各自的效果三、板書設計第2節二力平衡1.平衡狀態2.二力平衡的條件(1)同體(2)等值(3)反向(4)共線3.二力平衡條件的應用4.平衡力與相互作用力

教學反思

本節課中二力平衡概念的引入,需注